Океан в глобальном масштабе представляет собой единое целое. На фоне этого единства отчетливо прослеживаются природные особенности его отдельных частей, обусловленное их многообразием. Это многообразие определяет пространственную неоднородность Океана.
Районирование Океана – это научно обоснованное выявление по одному или нескольким признакам объективно существующих на его акватории равнозначных или иерархически соподчиненных таксонов (единиц районирования) пространственных образований, обладающих природным единством.
Сущность физико-географического районирования заключена в выделении соподчиненных природных регионов по их природному сходству или различию, являющихся результатом длительного взаимодействия географической зональности и азональности. В физико-географическом районировании Мирового океана и отдельных океанов акватория разделена на географические пояса (природные зоны), общие для них и суши.
Природная зона Океана включает обширные водные пространства, охватывающие акваторию и верхние слои воды до нескольких сотен метров, в которых отчетливо прослеживаются особенности природы океанов (температура и соленость воды, течения и ледовые условия, биологические и некоторые гидрохимические и геологические показатели), прямо или косвенно обусловленные влиянием широты местности. Всего выделено 11 поясов (зон), среди которых по 5 двуединых в каждом полушарии (полярные, субполярные, умеренные, субтропические и тропические) и одна экваториальная (Богданов, 1961).
Физико-географические зоны на акватории океана выражены более четко, чем на суше, из-за довольно большой однородности поверхностных вод. В южном полушарии границы поясов сдвинуты к северу, что вызвано охлаждающим влиянием Антарктиды и субантарктики. Существует следующая параллель между географическими поясами океана и зонами растительности на суше:
Пояс океана Зона растительности на суше
Арктический Арктическая пустыня
Субарктический Тундра
Умеренный Лес, лесостепь, степь
Субтропический Средиземноморская
Тропический Тропические пустыни и саванны
Экваториальный Экваториальные леса
Арктический пояс совпадает с арктическим бассейном Северного Ледовитого океана в северном полушарии. В южном – он в основном включает шельфовые моря, охватывая узкой полосой Антарктиду. Пояс характеризуется отрицательными температурами воды и воздуха, развитием сплошного ледяного покрова, бедной органический жизнью.
Субарктический и субантарктический пояса охватывают акватории с большим сезонными изменениями положения кромки льда, который летом полностью отсутствует. Зимой господствует арктический (антарктический) воздух, летом умеренный. Обилие летнего света и тепла обеспечивает интенсивное развитие планктона и нектона.
Умеренный пояс в северном полушарии включает обширную область вод средних широт, расположенную между основными центрами действия атмосферы. В южном полушарии – это сплошное кольцо между субтропической зоной конвергенции на севере и антарктической на юге. Пояс отличается господством умеренного воздуха и западной атмосферной циркуляцией воздушных масс с активной циклонической деятельностью. Средняя температура вод около 10 °С. Высокая динамичность вод способствует обилию жизни.
Субтропический пояс в северном полушарии включает в основном акватории с квазистационарными ( от греч. quasi – нечто вроде, как будто) областями высокого атмосферного давления, в южном – область переменных ветров и слабых течений в антициклонах; выражен менее отчетливо, чем в северном полушарии. Пояс характеризуется господством умеренного воздуха в зимний период и тропического летом. Ветры неустойчивые, у восточных окраин материков – муссоны. Средняя температура воды 15-16 °С. Биоресурсы бедные.
Тропический пояс, заключенный между северными и южными границами пассатов в северном и южном полушарии, отличается постоянным господством тропического воздуха и пассатной атмосферной циркуляцией. Средняя температура воды – 20 °С. Жизнь довольно разнообразна, но биомасса мала; характерно развитие коралловых рифов.
Субэкваториальный пояс разделяет тропические пояса северного и южного полушарий, наибольшая область распространения находится в Индийском океане (вся северная акватория кроме приэкваториальной полосы). Сезонная смена воздушных масс (летом экваториальных, зимой тропических) осложнена летним муссоном (на севере Индийского океана). Средняя температура воды 25 °С. Слабое вертикальное перемешивание вод определяет низкое содержание в них кислорода и низкое содержание планктона.
Экваториальный пояс расположен в межпассатной полосе с обильными осадками и слабыми ветрами с большим разнообразием видового состава морской фауны и высокой биомассой. Здесь постоянно теплые воды – 27-30 °С.
Внутриводная (глубинная) зональность океана проявляется в промежуточном слое его вод, который находится между поверхностными водами и водными массами на глубинах более 2,5-3,5 км. По причине однородности природных условий этого слоя вод она состоит из трех океанических зон: арктическо-бореальной, экваториально-тропической и антарктическо-нотальной (от греч. notos – юг).
Под природными ресурсами Океана понимаются все компоненты его природы, которые прямо или косвенно используются человеком или могут быть использованы в сфере материального производства, пищевых целях и удовлетворения культурных и оздоровительно-рекреационных целях. Океаны и моря, включая их недра, могут снабжать человечество тремя видами ресурсов: заключенных в воде, залегающих на поверхности осадочного слоя, покрывающего дно, и находящиеся в осадочных и коренных породах. По принадлежности к компонентам природы они подразделяются на водные, биологические (растительного и животного мира), минеральные и др.
К водным ресурсамотносится практически вся водная масса Океана с ее химическим составом и протекающими в ней или на ее поверхности физическими процессами (например, течения). В морской воде содержатся все известные химические элементы, хотя большая часть из них присутствует в ней в ничтожно малых количествах. Некоторые из этих элементов представляют большую ценность для человека. Издавна предпринимались попытки извлечь их часть из морской воды.
Поваренная соль добывалась в соляных болотах. Калий из морской воды добывается в нескольких странах и применяется как удобрение. В США и других государствах из воды извлекают магний, используемый в промышленности и как стратегическое сырье. Из морской воды довольно просто извлекается бром, редко встречающийся в земных залежах. Большой соблазн представляет добыча золота из морской воды. В перспективе энергетическая проблема человечества может быть решена с использованием дейтерия, который может превратиться в неисчерпаемый источник термоядерного горючего в энергетике.
Водная масса обладает огромным потенциалом других энергетических ресурсов: энергией приливов, волн и термической энергией. Первая в мире приливная электростанция построена в 1967 г. в устье реки Ранс на французском берегу Ла-Манша. Попытки строительства таких станций предпринимались еще раньше в Великобритании (в Бретани) и США (на атлантическом побережье по границе с Канадой). Опытная Кислогубская приливная электростанция сооружена в России на Кольском полуострове. Существуют и реализуются проекты подобных станций в США, Канаде, Великобритании и других странах.
Наиболее благоприятны для освоения термической энергии Океана береговые зоны в тропических широтах, особенно вблизи глубоководных впадин. Разница между температурой на поверхности воды (25-30 °С) и на глубине 400-500 м (5-7 °С) позволяет соорудить термическую установку. Попытка строительства такой станции по проекту Жоржа Клода была предпринята в Абиджане на берегу Гвинейского залива (Африка).
Из богатств на поверхности осадочного слоя следует назвать залежи железомарганцевых конкреций на дне впадин океанов, особенно Тихого. Железомарганцевые конкреции – многокомпонентные руды, содержащие, кроме железа и марганца, никель, кобальт, медь. Их потенциальные запасы оцениваются в несколько триллионов тонн. В некоторых странах предпринимаются попытки по промышленной добыче конкреций с глубины до 4 км с применением драг и танков, управляемых на расстоянии.
Широко распространены залежи фосфоритовых конкреций (вблизи берегов Мексики, Перу, Чили, ЮАР и других стран).
Особенно богат поверхностными россыпями, содержащими металлические руды, шельф. Большое значение имеют титановые минералы: ильменит, циркон и моноцит. Наиболее крупные их месторождения разрабатываются на восточном побережье Австралии. На шельфе южнее Азии добывается олово, у берегов Японии и Канады (Ньюфауленд) – железная руда, Канады – уголь и т. д.
Главным и важнейшим в современный период эксплуатации природных ресурсов Океана являются подводные залежи нефти и месторождения газа. Общая нефтегазоносная площадь шельфа оценивается в 13 млн. кв. км (50 % его площади). По ориентировочным оценкам геологические запасы нефти до глубины 305 м определены в 280 миллиардов тон и газа в 140 триллионов куб. м. Добыча нефти в пределах шельфа составляет около 20 % от общемировой. Наиболее крупные районы добычи нефти и газа на шельфе хорошо известны (Персидский и Мексиканский заливы, Северное и Охотское моря и др.).
Мировой океан – источник важнейших биологических ресурсов. На моря и океаны приходится свыше 90 % мирового улова рыбы. Он дает около 15 % белков животного происхождения и до 4 % животных жиров от общемирового потребления. Предметом промысла, кроме рыбы, служат моллюски (устрицы, мидии), ракообразные (креветки, лангусты, омары, крабы), морские млекопитающие (киты, тюлени) и растения. Годовая продукция Мирового океана оценивается в 240 млн. тон рыбы в сыром весе. Современный ее улов превысил 70 млн. тон, что близко к теоретическому максимуму вылова. В некоторых районах произошел явный перелов, породив проблему сохранения этого биологического ресурса.
Во второй половине 20 столетия широкое развитие получила марикультура – искусственное выращивание морских промысловых организмов: растений, моллюсков, ракообразных, мальков рыб. В настоящее время морской промысел пищевых ресурсов Океана подошел к критической черте. Сокращение его пищевых ресурсов, связанное с перепромыслом и загрязнением вод, заставляет активизировать разработку проектов по освоению марикультур.
Мировой океан и суша представляют единую планетарную систему в биосфере с круговоротом веществ и энергии. Многие экологические проблемы Океана определяются нарушением этого глобального круговорота. Вместе с ними в нем возникают возмущения, связанные с изменением экологической ситуации в конкретных частях различной территориальной размерности – от прибрежья, бухты и залива до моря и конкретного океана.
Океан обладает значительной способностью к рассеиванию и очистке основной части поступающих в него отходов, к самостоятельному поддержанию динамического равновесия его экосистем. Эта способность обусловлена гигантскими масштабами Океана, протеканием в нем физико-химических процессов осаждения, консервации и биологического самоочищения, способствующих выведению загрязнителей из водной среды. Наиболее интенсивно эти процессы идут в прибрежных водах с наибольшей концентрацией живых организмов. В переработке загрязнителей основная часть Океана пассивна.
Господствовавшее в течение длительного времени представление о безграничных возможностях Океана поглощать отходы жизнедеятельности человека и его хозяйствования сменилось тревогой за его естественную чистоту. Масштабы современного загрязнения привели к угрозе дальнейшему поддержанию природного саморегулирования морских экосистем, воспроизводству биологических ресурсов и качеству вод. Под этой угрозой оказалось здоровье населения многих стран и их экономическое развитие.
Экологические проблемы естественного происхождения периодически или постоянно порождаются самим функционированием Океана как динамичной природной системы. Изменение одних параметров водной среды (скорости и направления течений, температуры и солености вод и др.) порождает цепь событий в органическом мире экологического порядка (уменьшение численности организмов вплоть до вымирания отдельных популяций, их переселение, изменение первичной и вторичной продуктивности и т. д.).
В качестве примера можно привести интоксикацию воды в результате «красного прилива» (Эдхард, Сежен, 1984). «Красное цветение» воды вызывается массовым размножением водорослей динофлагеллят в результате повышения температуры в неглубоких бухтах с застойными водами, поступления в них биогенных веществ (смыв с суши) и притока пресных вод. «Цветение» воды приводит к массовой гибели рыбы и других животных. Оно нередко сопровождается заболеванием и смертью людей после употребления в пищу отравленной рыбы, ракообразных или моллюсков.
Другой примечательный пример. Усиление Эль-Ниньо приводит к тому, что его воды проникают на юг гораздо дальше, чем обычно, достигая 15 ° ю.ш. Появление в этом районе Эль-Ниньо становится настоящей катастрофой. Теплые воды этого течения вызывают смерть фауны и флоры, приспособленной жить в холодной воде Перуанского течения. Берега покрываются бесчисленными трупами рыб, которые при разложении вызывают тошнотворных запах. Выделяющийся при разложении органики сероводород окрашивает корпуса кораблей в черный цвет. Во время Эль-Ниньо гибнут также и птицы.
Многие проблемы Мирового океана порождаются загрязнениемего вод. В данном случае под загрязнением понимается введение человеком веществ или энергии непосредственно или косвенно в морскую среду, вызывающее такие последствия, как ущерб биологическим ресурсам, опасность для здоровья людей, помехи морской деятельности (особенно рыболовству), снижение качества воды и ухудшение условий отдыха.
По источникам поступления вредных веществ в Океан загрязнение может быть: бактериальным и вирусным, углеводородным, химическим, радиоактивным, термическим и вызванным разрушением берегов.
В зависимости от распространенности загрязнения, как и других экологических проблем, оно может быть локальным (местным), субрегиональным (часть моря), региональным (море и часть океана) и глобальным (весь Мировой океан).
Бактериальное и вирусное загрязнение происходит главным образом через канализационные трубы, изливающие свое содержимое прямо в море, или передающее его в море посредством рек. Наибольшую опасность представляет прямой сброс. Бактерии и вирусы, попадающие в реку, по пути движения частично рассеиваются и обеззараживаются.
Патогенные бактерии сохраняются в морской воде достаточно длительное время, и вероятность заражения людей во время купания существует постоянно. На морских курортах нередки случаи заболевания людей брюшным тифом и инфекционным гепатитом после купания и употребления в пищу моллюсков. В Неаполе в 1973 г. разразилась эпидемии холеры, причиной которой были зараженные мидии.
Углеводородное загрязнение Мирового океана приняло глобальный характер. Углеводороды являются основным источником загрязнения пелагиали и побережий. Значительная часть нефти и нефтепродуктов поступает в море и океаны из наземных источников, и только одна треть их приходится на морские перевозки. Хотя потери нефти и нефтепродуктов по отношению к объему их морских перевозок невелики (около 0,1 %), но, концентрируясь на ограниченных по площади акваториях, они представляют серьезную экологическую угрозу. Часть нефти поступает в воду из скважин и при разрыве подводных трубопроводов.
Поля загрязнений, как правило, формируются у берегов, распространяются далеко за пределы прибрежной зоны, охватывая целиком многие моря и обширные районы океанов. В настоящее время не загрязнены только северные побережья Евразии и Северной Америки, а также Антарктиды.
Химическое загрязнение связано с поступлением в водную среду ртути, свинца, кадмия, пестицидов, кислот, щелочей, детергентов и других вредных веществ. Основной канал поступления ртути, свинца и кадмия в океан – выпадение из атмосферы, куда они попадают при промышленном производстве. Это загрязнение также приняло глобальный характер. Химические загрязнители участвуют в трофических цепях и в итоге оказываются в морепродуктах питания человека.
Не теряет своей остроты проблема радиоактивного загрязнения Мирового океана. Выделяются три группы источников этого загрязнения: испытание атомного оружия (особенно в недалеком прошлом), сброс радиоактивных отходов и аварии судов с атомными двигателями, включая аварии, которые могут быть вызваны транспортировкой и получением радиоактивных веществ.
Термическое загрязнение – результат использования речной или морской воды в системах охлаждения на тепловых и атомных электростанциях, расположенных на берегу.
Разрушение берегов по своим экологическим последствиям значительно уступает перечисленным источникам загрязнения. Говоря об экологических последствиях современного загрязнения Мирового океана, следует иметь в виду, что его составные части – океаны и моря – превратились в мусорную свалку человечества.
Основная идея охраны вод Мирового океана заключается в том, что ее реализация возможна лишь при оптимальном использовании природных ресурсов с привлечением передовых достижений научно-технического прогресса и международного сотрудничества.
